CN101339277A - 单个无源光学器件的封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明是单个无源光学器件封装方法，依次包括以下工艺步骤：先用塑料形成第一、二半圆管。第一半圆管沿自身轴向分布有对应于光学器件外形的可用于容纳光学器件的槽腔。该槽腔在第一半圆管轴向横截面上具有允许光学器件进出的槽口。在第一半圆管同槽口对齐的表面上，分别于第一半圆管中轴的两侧设置有数量相互对应的立柱和插口。第二半圆管相对于第一半圆管中轴同其对称。然后把光学器件置入第一半圆管槽腔中。最后把第二半圆管通过其立柱和插口分别接入第一半圆管插口和立柱中。该封装方法流程简便，生产效率高，所得产品性能稳定。

Description

单个无源光学器件的封装方法

技术领域

本发明涉及一种用于光纤通讯的光学器件的封装方法，特别是单个无源光学器件，例如光纤耦合器、光纤隔离器、光学环形器等器件的封装方法。

背景技术

传统的单个无源光学器件，其构件主要由一个单一光学器件b1、一个完整的金属圆管b2、两个金属尾帽b3、两个橡胶套b4等组成。参见图1，其常用的封装的方法是：首先，把单一光学器件b1两端的光纤b11放平直，然后在单一光学器件b1表面上涂敷少许胶体，再将涂敷了胶体的单一光学器件b1推进金属圆管b2中，静置至胶体固化。与此同时，在橡胶套b4上涂少许胶水，将其和金属尾帽b3分别对应粘接，经过烘烤固化成尾帽组件。将尾帽组件顺着光纤b11穿入，在尾帽组件侧面涂敷少许胶水，将其和金属圆管b2两端粘接，然后固化，最后缠绕单一光学器件b1两端的光纤b11呈线圈状。至此，封装过程完成。这种封装方法存在如下缺陷：其一，封装过程中使用的胶水量难于得到很好的控制。胶少，将影响器件的粘接牢固程度；胶多，则影响单一光学器件b1的参数指标和外观。其二，流体形式的胶体需要经历加热或静置固化过程，以致影响单一光学器件b1的生产周期。其三，工艺流程操作繁琐且存在损伤光纤的可能性。在单一光学器件b1封装前后需要拆散或者缠绕光纤线圈，一方面将增加光纤外观损伤的风险，另一方面影响工作效率。其四，使用金属材料作为封装圆管，使单个无源光学器件的原材料成本不易降低。

发明内容

本发明目的在于提供一种单个无源光学器件的封装方法，该封装方法工艺流程简便，高效，且能够有效地降低器件的生产成本。

按照上述发明目的，本发明的单个无源光学器件封装方法，其针对的光学器件具有特定的光学功能，且在光学器件两端分别具有从光学器件中延伸出来的光纤。该封装方法依次包括以下工艺步骤：首先采用塑料形成第一半圆管和第二半圆管。第一半圆管沿自身轴向分布有对应于光学器件外形的可用于容纳光学器件的槽腔。该槽腔在第一半圆管轴向横截面上具有允许光学器件进出的槽口。在第一半圆管同槽口对齐的表面上，分别于第一半圆管中轴的两侧设置有数量相互对应的立柱和插口。第二半圆管相对于第一半圆管中轴同第一半圆管旋转对称。然后把光学器件置入第一半圆管槽腔中。最后把第二半圆管通过其立柱和插口分别接入第一半圆管插口和立柱中而使光学器件被包覆于由第一半圆管和第二半圆管构成的完整圆柱腔中。

前述单个无源光学器件的封装方法，其第一半圆管的立柱和插口的数量通常为四组。在第一半圆管轴向两端，各分布有两组立柱和插口。单组第一半圆管立柱和插口分布于第一半圆管轴向的同一横截面上。

较好地，前述单个无源光学器件的封装方法，其每组第一半圆管立柱和插口同相邻组立柱和插口在第一半圆管中轴两侧的位置相互交替。

较佳地，前述单个无源光学器件的封装方法，其第一半圆管立柱的自由端带有径向尺寸大于自身的膨胀头，其第一半圆管插口的纵深端具有尺寸对应于膨胀头的膨胀室。

本发明的单个无源光学器件封装方法，采用模具注塑之类的方式制备得到塑料或者类似非金属材料的两个半圆管。两个半圆管可以组配成一个完整的圆管。在进行单个无源光学器件封装时，先用橡胶环穿过位于器件端头的光纤之后套置于器件中部，再按照相同的方式把两个橡胶套分别套置于器件两端的光纤上，随即把带有橡胶环的器件，连同橡胶套一并放在一个半圆管中，最后把另一个半圆管通过其上的立柱和插口分别接入前一个半圆管的插口和立柱中，使光学器件被紧密地包覆于由两个半圆管构成的完整圆柱腔中，完成器件的封装。采用橡胶环和橡胶套同塑料圆管以及光学器件匹配后，增大了光学器件和塑料圆管之间的摩擦效应，同时使光学器件获得了良好的缓冲，进而降低了光学器件可能受到的外部冲击，加强了其在塑料圆管中定位稳定性。此外，该封装方法无需拆散或者缠绕光纤线圈，简化了封装工序，节省了操作时间，降低了光纤受损的风险，并且封装过程中无需使用胶体，进而缩短了封装周期，提高了封装效率；采用塑料作为外封管，可有效地降低成本。

图面说明

图1现有单个无源光学器件结构分解示意图。

图2本发明封装方法制备的单个无源光学器件透视图。

图3本发明封装方法制备的单个无源光学器件局部剖视图。

图4本发明封装方法制备的单个无源光学器件结构分解示意图。

图中各附图标记对应的结构特征或构件名称如下：b1～单一光学器件，b2～金属圆管，b3～金属尾帽，b4～两个橡胶套，b11～单一光学器件b1两端的光纤；a01～第一半圆管，a02～第二半圆管，a03～单个无源光学器件，a04～橡胶环，a05～橡胶套，a011～第一半圆管槽腔，a012～收缩环，a013～第一半圆管端头槽，a014～第一半圆管插口一，a014`～第一半圆管立柱一，a015～第一半圆管插口二，a015`～第一半圆管立柱二，a016～第一半圆管插口三，a016`～第一半圆管立柱三，a017～第一半圆管插口四，a017`～第一半圆管立柱四，a031～单个无源光学器件光纤引出端，a032～单个无源光学器件a03沿光轴纵向的支撑端，a051～橡胶套端环。

具体实施方式

下面对照附图详细说明本发明封装方法的实施过程。

在描述本发明封装方法之前，先介绍该方法使用的封装器件。

参见图2、3、4，本发明封装方法涉及的构件包括：第一半圆管a01、第二半圆管a02、单个无源光学器件a03、橡胶环a04和橡胶套a05。

其中，单个无源光学器件a03是指具有特定光学功能的器件，在其沿光轴纵向的两个支撑端a032上分别具有从光学器件a03中引伸出来的光纤a031。光学器件a03通常具有圆柱管外形。光学器件a03可以是光纤耦合器、光纤隔离器、光学环形器等等。

第一半圆管a01是由一根完整的圆管被过其中轴的纵向截面剖切之后得到的。第一半圆管a01被剖切后的平面成为开放的槽口。该槽口允许光学器件a03沿第一半圆管a01径向进入第一半圆管a01中。在第一半圆管a01轴向或纵向中部位置，设置有其横截面呈半圆形的槽腔a011。槽腔a011的形状对应于光学器件a03。通常在封装光学器件a03时，要考虑外部碰撞对其光纤a031存在潜伏的冲击损伤，会在光学器件a03的圆柱管外部套装一个橡胶环a04。这样，槽腔a011的纵向两端也会各设置一个直径相对其较小的收缩环a012。两个收缩环a012之间的纵向长度同橡胶环a04对应，使橡胶环a04可以嵌入位于两个收缩环a012之间的槽腔a011中，这样也有助于光学器件a03在第一半圆管a01中得到轴向定位。在第一半圆管a01轴向的两个端部，各设置有其横截面呈半圆形的端头槽a013。这是因为在封装光学器件a03以前，就需要考虑对从光学器件a03中引伸出来的光纤a031实施保护，有必要在光纤a031外部穿套上橡胶套a05。这样，在封装光学器件a03时，设置于橡胶套a05朝向光学器件a03之端部上的端环a051就可以嵌入端头槽a013，对光纤a031提供支撑和缓解外部冲击。在第一半圆管a01的槽腔a011至其两个端头槽a013之间的部位，于前述剖切面上分别设置有两组立柱和插口，即第一组：第一半圆管插口一a014、第一半圆管立柱一a014`，第二组：第一半圆管插口二a015、第一半圆管立柱二a015`，第三组：第一半圆管插口三a016、第一半圆管立柱三a016`，第四组：第一半圆管插口四a017、第一半圆管立柱四a017`。各个立柱a014`、a015`、a016`和a017`的自由端都带有径向尺寸大于其自身柱体部分的膨胀头a018`，对应地，各个插口a014、a015、a016和a017在其深入第一半圆管a01的纵深端都具有尺寸对应于膨胀头a018`的膨胀室a018。每一组立柱和插口都分布于第一半圆管a01轴向的同一个横截面上。在经过第一半圆管a01中轴的纵向切剖面上，亦即前述立柱和插口所在的剖切面上，每一组立柱和插口同相邻组的立柱和插口在第一半圆管a01中轴两侧的位置相互交替，如图4所示，第一半圆管插口一a014位于第一半圆管a01中轴上方，第一半圆管立柱一a014`位于第一半圆管a01中轴下方，第二组立柱和插口则反转布置，亦即第一半圆管插口二a015位于第一半圆管a01中轴下方，第一半圆管立柱二a015`位于第一半圆管a01中轴上方，第三、四组立柱和插口亦如是布置。

第一半圆管a01的中轴a019同单个无源光学器件a03的光轴保持相互平行的关系。本实施例中，第一半圆管a01的中轴a019同单个无源光学器件a03的光轴两者重合。

第二半圆管a02同第一半圆管a01之间保持旋转对称的关系，亦即，第二半圆管a02是由第一半圆管a01绕其中轴a019旋转一百八十度后得到的。

在实施本发明单个无源光学器件的封装方法时，以塑料或者类似的非金属作为原材料，采用模具注塑方法制备得到前述两个半圆管a01、a02。随即，使其橡胶环a04对准位于两个收缩环a012之间的槽腔a011，使其橡胶套a05朝向光学器件a03之端部上的端环a051对准端头槽a013，把单个无源光学器件a03装入第一半圆管a01的内腔中。最后，把第二半圆管a02通过其立柱和插口分别接入第一半圆管a01的对应插口和立柱中，即第一半圆管a01的第一组插口一a014和立柱一a014`分别对接进入第二半圆管a02的第一组立柱一a024`和插口一a024，第一半圆管a01的第二组插口二a015和立柱二a015`分别对接进入第二半圆管a02的第二组立柱二a025`和插口二a025，第一半圆管a01的第三组插口三a016和立柱三a016`分别对接进入第二半圆管a02的第三组立柱三a026`和插口三a026，第一半圆管a01的第四组插口四a017和立柱四a017`分别对接进入第二半圆管a02的第四组立柱四a027`和插口四a027，并被它们对应的膨胀头和膨胀室紧密地扣接在一起，使单个无源光学器件a03被紧密地包覆于由第一半圆管a01和第二半圆管a02构成的完整圆柱腔中，完成器件封装。

上述封装方法，其所使用的外壳可以不局限于由两个半圆管构成的圆柱管形式，还可以是由其横截面呈多边形的柱形管，例如方管或六边形管，剖切得到两个半柱形管来承担封装任务。

Claims (4)

1.单个无源光学器件的封装方法，所述光学器件具有特定的光学功能且在其两端分别具有从所述光学器件中延伸出来的光纤，所述封装方法依次包括以下工艺步骤：

首先，采用塑料形成第一半圆管和第二半圆管，所述第一半圆管沿自身轴向分布有对应于所述光学器件外形的可用于容纳所述光学器件的槽腔，所述槽腔在所述第一半圆管轴向横截面上具有允许所述光学器件进出的槽口，在所述第一半圆管同所述槽口对齐的表面上分别于所述第一半圆管中轴的两侧设置有数量相互对应的立柱和插口，所述第二半圆管相对于所述第一半圆管中轴同所述第一半圆管旋转对称，

然后，把所述光学器件置入所述第一半圆管槽腔中，

最后，把所述第二半圆管通过其立柱和插口分别接入所述第一半圆管插口和立柱中而使所述光学器件被包覆于由所述第一半圆管和所述第二半圆管构成的完整圆柱腔中。

2.根据权利要求1所述的单个无源光学器件的封装方法，其特征在于所述第一半圆管的立柱和插口的数量为四组，在所述第一半圆管轴向两端各分布有两组所述第一半圆管的立柱和插口，单组所述第一半圆管的立柱和插口分布于所述第一半圆管轴向同一横截面上。

3.根据权利要求1、2之一所述的单个无源光学器件的封装方法，其特征在于每组所述第一半圆管的立柱和插口同相邻组所述第一半圆管的立柱和插口在所述第一半圆管中轴两侧的位置相互交替。

4.根据权利要求4所述的单个无源光学器件的封装方法，其特征在于所述第一半圆管立柱的自由端带有径向尺寸大于自身的膨胀头，所述第一半圆管插口的纵深端具有尺寸对应于所述膨胀头的膨胀室。

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